药物成瘾(Drug addiction)通常是指由于长期大量使用某种或多种精神活性药物而形成的一种慢性复发性脑病,其主要特征为机体出现强迫性用药、强迫性觅药,以及行为控制障碍等行为改变。吗啡成瘾已成为困扰人类的世界性难题,然而其成瘾的机制尚不完全清楚。研究表明,吗啡可引起细胞内信号分子如细胞周期依赖性蛋白激酶5(Cyclin-dependent kinase5, CDK5)、cAMP反应元件结合蛋白(cAMP responsive element binding protein, CREB)及Ca2+相关分子等改变,这些分子在吗啡依赖形成及戒断综合征的产生中起十分重要的作用。CDK5是丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶,属于细胞周期依赖性蛋白激酶家族,但目前未发现其与细胞周期调控作用相关。在吗啡成瘾的研究中,CDK5可使吗啡受体的delta受体发生磷酸化,延缓了吗啡的耐受。CDK5还参与了成瘾过程中多巴胺信号的调节。CREB在药物成瘾中起着重要作用,是目前为止研究最深入的成瘾相关分子之一。CREB的第133位丝氨酸残基(Ser133)被磷酸化后就成为活性状态,即p-CREB。p-CREB可参与多种基因转录的调节,诱导细胞内的多种生物学效应。阿片类药物可以诱导p-CREB的产生,形成药物依赖。NR2B是N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate, NMDA)受体的一个亚基,在突触可塑性(Synaptic plasticity)和学习记忆过程中起着重要作用。NR2B高表达的转基因小鼠比普通小鼠表现出更强的学习记忆能力。药物成瘾的发生是一种病理性学习记忆的形成过程,因此,NR2B与成瘾密切相关。Ca2+是细胞内重要的第二信使,在吗啡成瘾中扮演着重要角色,使用钙离子通道阻滞剂可消除吗啡类药物依赖动物的戒断症状,长期接触吗啡类物质可使神经细胞膜中的钙离子通道增多。NMDA受体、钙/钙调蛋白依赖激酶Ⅱ(Calcium/calmodulin-dependent protein kinase Ⅱ, CaMKⅡ)及细胞外信号调节激酶(Extracellular signal-regulated kinase, ERK)是细胞内重要的Ca2+调控分子,在Ca2+的调节中发挥重要作用。此外,吗啡成瘾还可导致氧化应激以及氧化还原平衡状态的失调。硫氧还蛋白(Thioredoxin, Trx)是一种能调节氧化还原状态的小分子蛋白质,其分子量约为12KDa,具有多种功能,广泛存在于原核、真核生物中。它与硫氧还蛋白还原酶(Thioredoxin reductase, TrxR)、烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸(Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, NADPH)共同组成硫氧还蛋白系统,在机体内参与多种生理过程,发挥抗氧化、抑制细胞凋亡、促进细胞增殖及调节基因转录等作用。因此,在本文中,我们选用NMDAR/CaMKⅡ/ERK通路的阻滞剂研究吗啡在PC12细胞中调节Trx的变化情况。本研究中,我们采用低分化的PC12细胞为研究对象,探索吗啡对Trx作用的相关机理。结果发现,一定剂量的吗啡可以诱导细胞内Trx的表达。我们还发现NMDA受体的抑制剂MK-801, CaMKⅡ的抑制剂KN-62及ERK的抑制剂PD98059,可以阻断吗啡对Trx的诱导作用。此外,相同剂量的吗啡可抑制细胞内p-CREB的表达,而小鼠体内实验与细胞实验结果一致,高表达的Trx同样可以阻断吗啡引起的p-CREB表达的抑制。另外,吗啡可以抑制CDK5的表达。有趣的是Trx转基因小鼠海马区NR2B表达的升高。总结：本课题研究了一定剂量的吗啡可以诱导Trx的表达并抑制CDK5和p-CREB的表达,NMDA受体的抑制剂MK-801, CaMKⅡ的抑制剂KN-62及ERK的抑制剂PD98059抑制吗啡诱导的Trx,初步阐明了吗啡诱导Trx表达的相关信号转导途径。高表达的Trx可阻断吗啡对p-CREB的抑制作用,并可诱导小鼠海马区NR2B的表达,提示Trx在吗啡成瘾中可能发挥一定的作用。因此,进一步研究吗啡与Trx的相关性,可能为药物成瘾的治疗提供新的理论依据。